一種基于frp材料的箱網(wǎng)型浮式防波堤的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供的是一種基于FRP材料的箱網(wǎng)型浮式防波堤。包括浮箱、連接在浮箱下的柵格、以及錨鏈和錨錠，所述的浮箱由縱矩形混凝土浮箱梁、橫縱矩形混凝土浮箱梁構(gòu)成，縱橫矩形混凝土浮箱梁由混凝土預制成一體，縱橫矩形混凝土浮箱梁呈“井”字形梁結(jié)構(gòu)分布，在縱矩形混凝土浮箱梁和橫矩形混凝土浮箱梁的下方均設置FRP柵格，各FRP柵格連接構(gòu)成柵格網(wǎng)籠結(jié)構(gòu)。本發(fā)明是一種兼具反射、耗散和破碎消波功能的箱網(wǎng)型浮式防波堤。適用于四周開敞、波浪作用不大、波向不定的近海水域，可為水產(chǎn)養(yǎng)殖、人工海濱浴場和游艇碼頭等場所提供有效掩護，有廣闊的實用前景。
【專利說明】
一種基于FRP材料的箱網(wǎng)型浮式防波堤
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及的是一種防波堤。具體地說是一種浮式防波堤。
【背景技術(shù)】
[0002]防波堤是一種常見的海岸工程結(jié)構(gòu)，主要用于保護海岸工程結(jié)構(gòu)和海港中的船舶。傳統(tǒng)防波堤底部固定，隨著海洋開發(fā)逐漸向深海延伸，傳統(tǒng)防波堤建設成本高、建造困難等問題日益突出。因此，浮式防波堤成為港口建設項目的關(guān)鍵技術(shù)之一。
[0003]浮式防波堤(Floating Breakwater，簡稱FB)作為海洋工程中一類重要的防波堤結(jié)構(gòu)，通常由金屬、鋼筋混凝土和塑料等材料制造的消波浮體及錨泊系統(tǒng)組成的防波堤。消波浮體是由有一定吃水深度的箱體或浮排組成。箱體和浮排與一端固定在海底的錨鏈相連而漂浮在水面上。浮式防波堤利用一定入水深度的消波浮體對波能進行反射、耗散和破碎以達到消波、防浪目的。主要優(yōu)點:I)低成本修建，不受海底地質(zhì)條件和水深的影響;2)運輸方便，修建迅速，拆迀容易，尤其是對臨時防波堤;3)造價受水深影響較小;4)在結(jié)構(gòu)下方能夠進行水循環(huán)、生物交換、泥沙流動，具有生態(tài)優(yōu)勢。
[0004]纖維增強復合材料(fiber reinforced polymer/plastic，簡稱FRP)是由纖維材料與基體材料按一定比例混合并經(jīng)過一定工藝復合形成的高性能新型材料。FRP以其高強、輕質(zhì)、耐腐蝕等優(yōu)點開始在土木與建筑工程結(jié)構(gòu)中得到應用。
[0005]歐美的經(jīng)驗表明，以塑料浮箱為構(gòu)件的浮箱防波堤由于材料的強度和老化等問題，容易遭到破壞，應優(yōu)先考慮使用混凝土浮箱結(jié)構(gòu)。在我國，木材、鋼材、廢舊汽車輪胎等資源不足，混凝土成為我國主要的建筑材料。
[0006]然而，無論是用鋼筋混凝土還是鋼材做成的浮式防波堤結(jié)構(gòu)，在高溫高濕高鹽的海洋環(huán)境中工作，鋼材嚴重腐蝕問題十分突出，且維護困難，進而降低了浮式防波堤的使用壽命。而用FRP材料制作而成的箱網(wǎng)型浮式防波堤，采用FRP筋和FRP柵格材，在海洋環(huán)境中耐腐蝕性強，不需長期維護，質(zhì)量輕，強度高，方便運輸和預制，能實現(xiàn)快速安裝和回收。
[0007]“板-網(wǎng)結(jié)構(gòu)浮式防波堤消浪性能的試驗研究”(《工程力學》2006年7月)一文中，提出了一種板-網(wǎng)式浮堤結(jié)構(gòu)，試驗結(jié)果表明堤寬對消浪性能有顯著影響，堤寬越大消浪效果越好。平板下部加上網(wǎng)衣可以提高浮堤的消浪性能，增強平板的剛性可以明顯提高浮堤的消浪效果。
[0008]“一種網(wǎng)籠結(jié)構(gòu)的浮式防波堤”的碩士論文中，介紹了一種網(wǎng)籠結(jié)構(gòu)的浮式防波堤，既能夠降低防波堤出現(xiàn)破損后撞擊被掩護結(jié)構(gòu)的風險，同時能夠避免出現(xiàn)類似普通的浮箱式防波堤或浮筒式防波堤當外部結(jié)構(gòu)出現(xiàn)裂縫滲水時而失去作業(yè)能力的危險情況。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]本發(fā)明的目的在于提供一種防腐效果好并兼具反射、耗散和破碎消波功能的基于FRP材料的箱網(wǎng)型浮式防波堤。
[0010]本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的:包括浮箱、連接在浮箱下的柵格、以及錨鏈和錨錠，所述的浮箱由縱矩形混凝土浮箱梁、橫縱矩形混凝土浮箱梁構(gòu)成，縱橫矩形混凝土浮箱梁由混凝土預制成一體，縱橫矩形混凝土浮箱梁呈“井”字形梁結(jié)構(gòu)分布，在縱矩形混凝土浮箱梁和橫矩形混凝土浮箱梁的下方均設置FRP柵格，各FRP柵格連接構(gòu)成柵格網(wǎng)籠結(jié)構(gòu)。
[0011]本發(fā)明還可以包括:
[0012]1、縱矩形混凝土浮箱梁和橫矩形混凝土浮箱梁中布設有FRP筋。
[0013]2、FRP柵格與縱橫矩形混凝土浮箱梁澆鑄成一體。
[0014]3、在所述網(wǎng)籠結(jié)構(gòu)中各FRP柵格通過FRP布和樹脂膠纏繞連接。
[0015]本發(fā)明為解決現(xiàn)有浮式防波堤技術(shù)中存在的技術(shù)問題而提供一種結(jié)構(gòu)簡單、強度高、能夠節(jié)省工程材料和具有防腐效果的兼具反射、耗散和破碎消波功能的基于FRP材料的箱網(wǎng)型浮式防波堤。
[0016]本發(fā)明的技術(shù)方案是一種兼具反射、耗散和破碎消波功能的箱網(wǎng)型浮式防波堤，由多個FRP筋-混凝土浮箱梁組成浮箱，浮箱通過錨鏈和錨錠固定在水底，所述浮箱下設有由FRP柵格材組成的網(wǎng)籠結(jié)構(gòu)形成阻尼結(jié)構(gòu)，所述浮箱包括多個矩形混凝土浮箱梁，通過矩形箱型混凝土梁預制連接，所述浮箱俯視圖呈“井”字形梁結(jié)構(gòu)，與下部FRP柵格材澆筑在一起。
[0017]所述浮式防波堤采用俯視圖呈類似于“井”字形梁板結(jié)構(gòu)的浮箱，能夠增加波能反射，由各梁式浮箱形成的空腔以及各柵格材形成的空腔能夠?qū)Σ墚a(chǎn)生一定的耗散作用，同時，浮箱下部由柵格材組成的網(wǎng)籠結(jié)構(gòu)在梁式浮箱下部形成阻尼結(jié)構(gòu)對波浪產(chǎn)生破碎作用，可以消除不同振動方向的波，使消浪效果得到明顯提高。
[0018]所述浮式防波堤浮箱采用FRP筋混凝土預制而成，下部阻尼結(jié)構(gòu)采用FRP柵格材組成網(wǎng)籠結(jié)構(gòu)，所述浮箱與柵格材澆筑在一起，柵格單元通過FRP布和樹脂膠纏繞連，增強了所述浮式防波堤的整體性和穩(wěn)定性，同時FRP高強、輕質(zhì)，耐腐蝕，增加了所述浮式防波堤的使用壽命。
[0019]本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單，F(xiàn)RP材料耐腐蝕且強度較高，能夠節(jié)省工程材料；自重輕、降低對系泊系統(tǒng)的設計要求;采用柵格網(wǎng)籠結(jié)構(gòu)可以消除不同振動方向的波，從而起到全方位消波效果；同時，采用鋼筋混凝土預制，F(xiàn)RP的運用解決了浮式防波堤在惡劣海洋環(huán)境腐蝕問題，使施工和維護均較為方便。而用FRP材料制作而成的箱網(wǎng)型浮式防波堤，采用FRP筋和FRP柵格材，在海洋環(huán)境中耐腐蝕性強，不需長期維護，質(zhì)量輕，強度高，方便運輸和預制，能實現(xiàn)快速安裝和回收。適用于四周開敞、波浪作用不大、波向不定的近海水域，可為水產(chǎn)養(yǎng)殖、人工海濱浴場和游艇碼頭等場所提供有效掩護，有廣闊的實用前景。
【附圖說明】
[°02°]圖1是本的結(jié)構(gòu)示意圖(俯視圖)。
[0021]圖2是圖1的1-1斷面圖。
[0022]圖3是圖1的側(cè)視圖。
[0023]圖4是FRP柵格的示意圖；
[0024]圖5是各FRP柵格連接構(gòu)成柵格網(wǎng)籠結(jié)構(gòu)的示意圖。
【具體實施方式】
[0025]下面結(jié)合具體實施例對本發(fā)明進行詳細說明。
[0026]結(jié)合圖1?圖5，本發(fā)明是一種基于FRP材料的箱網(wǎng)型浮式防波堤，包括浮箱、連接在浮箱下的柵格、以及錨鏈5和錨錠6。浮箱由縱矩形混凝土浮箱梁2、橫縱矩形混凝土浮箱梁I構(gòu)成，縱橫矩形混凝土浮箱梁由混凝土預制成一體，縱橫矩形混凝土浮箱梁呈“井”字形梁結(jié)構(gòu)分布，在縱矩形混凝土浮箱梁和橫矩形混凝土浮箱梁的下方均設置FRP柵格4與3，各FRP柵格連接構(gòu)成柵格網(wǎng)籠結(jié)構(gòu)?？v矩形混凝土浮箱梁和橫矩形混凝土浮箱梁中布設有FRP筋，F(xiàn)RP柵格與縱橫矩形混凝土浮箱梁澆鑄成一體。在所述網(wǎng)籠結(jié)構(gòu)中各FRP柵格通過FRP布和樹脂膠纏繞連接。
[0027]“井”字形梁結(jié)構(gòu)形成的空腔具有耗散波能的功效，與矩形浮箱結(jié)構(gòu)本身具有的良好的反射波能功效相結(jié)合，能夠有效地提高防波堤的消浪效果，降低堤后波高。由FRP柵格材組成的網(wǎng)籠結(jié)構(gòu)設置在梁式浮箱下部形成阻尼結(jié)構(gòu)，與上部浮箱澆筑在一起，各FRP柵格單元通過FRP布和樹脂膠纏繞連接形成網(wǎng)籠結(jié)構(gòu)。
[0028]盡管上面結(jié)合附圖對本發(fā)明的優(yōu)選實施例進行了描述，但是本發(fā)明并不局限于上述的【具體實施方式】，上述的【具體實施方式】僅僅是示意性的，并不是限制性的，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在本發(fā)明的啟示下，在不脫離本發(fā)明宗旨和權(quán)利要求所保護的范圍情況下，還可以作出很多形式，這些均屬于本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種基于FRP材料的箱網(wǎng)型浮式防波堤，包括浮箱、連接在浮箱下的柵格、以及錨鏈和錨錠，其特征是:所述的浮箱由縱矩形混凝土浮箱梁、橫縱矩形混凝土浮箱梁構(gòu)成，縱橫矩形混凝土浮箱梁由混凝土預制成一體，縱橫矩形混凝土浮箱梁呈“井”字形梁結(jié)構(gòu)分布，在縱矩形混凝土浮箱梁和橫矩形混凝土浮箱梁的下方均設置FRP柵格，各FRP柵格連接構(gòu)成柵格網(wǎng)籠結(jié)構(gòu)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于FRP材料的箱網(wǎng)型浮式防波堤，其特征是:縱矩形混凝土浮箱梁和橫矩形混凝土浮箱梁中布設有FRP筋。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于FRP材料的箱網(wǎng)型浮式防波堤，其特征是:FRP柵格與縱橫矩形混凝土浮箱梁澆鑄成一體。4.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的基于FRP材料的箱網(wǎng)型浮式防波堤，其特征是:在所述網(wǎng)籠結(jié)構(gòu)中各FRP柵格通過FRP布和樹脂膠纏繞連接。
【文檔編號】E02B3/06GK105926531SQ201610293113
【公開日】2016年9月7日
【申請日】2016年5月5日
【發(fā)明人】毛繼澤, 符如旭, 郭慶勇, 王笑迪, 陳明輝, 韓佳芮
【申請人】哈爾濱工程大學